作者:Nala Rogers
翻译:小锅
校对:毛毛
狗是人类最忠实的朋友,与人类的关系似乎密不可分。图片来源:Sergey Lavrentev | Shutterstock
说到纯粹的友好,能做到一般的狗狗那种程度的人不多,但是患有威廉氏综合征(Williams Syndrome)的人在这方面表现优异——他们与众不同的遗传背景,使他们在社交互动中拥有小狗般的热情。
现在,科学家已经发现 人和狗两个物种表现的极端友好可能来自相同的遗传根源。
一种友好的疾病
威廉氏综合征(Williams syndrome),又叫Williams-Beuren综合征,该疾病源于人类基因组中缺失一段包含27个基因的DNA 。 每一万个人就约有一个人患上这个病,患者会表现出一定的精神特征,例如外向爱笑的性格、对音乐的热爱和智力障碍,以及一系列生理特征,如较宽的前额和圆润的脸颊,以及心脏缺陷。
患威廉综合症的病人面部特征明显,眼皮肿、鼻尖唇厚。图片来源:维基百科
狗狗与威廉氏综合症患者之间的第一缕关联来自于2010年。
进化生物学家Bridgett vonHoldt和她的同事对85个品种的狼(225只)和狗(912只)的DNA进行了检测,希望能够找到狗从狼中分化出来之后形成的那部分基因。
其中一个基因就是 WBSCR17 ,这个基因与其他相近基因对于狗的进化至关重要。在人和狗中这一区域的基因组非常相似,因为 人类的WBSCR17基因的所在位置刚好与威廉氏综合征患者所缺失的部分非常接近。
狗狗DNA
一项新的研究拉开了序幕。
vonHoldt和同事们对WBSCR17基因的周围区域进行了进一步研究。他们先测试了18只狗和10只狼的友好程度,发现它们在收到看护人的常规照顾之后友好程度均有升高。此外,他们也测量了每只狗和狼靠近人类半径一米范围内所花费的时间,及它们在解决谜箱时的努力程度。
结果与预期一致,狼花费较短的时间便能接近人类,并且不论人类在不在,绝大多数狼都以相同的努力程度去破解谜箱。而狗则与之相反,与其说它们关注谜箱,不如说狗狗更倾向于看着人类,只有当人类不在时才会专注于破解谜箱。
心理学著名实验“谜箱”,用以测试外界对动物破解逃出的影响。图片来源:study.com
尽管一般来说狗比狼更加友善,但具体到单个个体上却不尽然。每个个体都存在着差异,有的狼表现得非常友好,而有的狗则更冷漠。在分析了16只狗和8只狼的DNA之后,研究者们发现 狗与狼不同的行为表现与三个基因的变异有关。这三个基因包括上文提到的WBSCR17基因,以及另外两个在狗类基因组与威廉氏综合征中区域相同的基因。
针对这三个的基因,研究者发现每一个基因均存在不同变体的结构差异,比如是否包含额外的DNA序列。这些变异基因绝大多数在友善的狗和狼中发现,而另一些则在不友好的动物中发现。
vonHoldt说:虽然像友好这样的性格,大概是由成百上千的基因共同塑造而成的,但 这三个基因对控制社交行为有非常重大的影响力 。
她还提到:“其中一些变异可以解释行为上的巨大转变——你可能从一个充满狼性、冷漠的生物,变成了极端迷恋与人类相处的样子。”
当研究者检验来自13个品种的狗(201只)的这三个基因时,他们 在那些历来就表现出友好行为的品种和那些更冷淡的品种中发现了相似的遗传变异模式。
同一个基因,不同物种
在过往的研究中,另外两个基因 GTF2I 和 GTF2IRD1 就已经被注意到了,原来 老鼠的社交行为与威廉氏综合征患者也有关系 。 在2009年,加州斯坦福大学的Uta Francke和她的同事发现, 当老鼠缺乏这两个基因时,它们会特别渴望得到社交。 但直到她看到vonHoldt的新研究之前,Francke完全没有意识到自己曾经研究的基因也许能解释自己宠物狗的行为。
行为指数模型(A)和PC模型(B)的关联。曼哈顿散点图显示每个变体的统计显着性作为目标区域中位置的函数。蓝线表示邦费罗尼校正水平(Bonferroni-corrected level)的显着性(P = 2.38×10-3); 虚线紫色线表示暗示意义(P = 0.01)。基因和基因间变体分别显示为绿色和红色框。图片来源:参考文献[1]
作为一名医学遗传学家,Francke曾接触过威廉氏综合征患者,她还养了一只叫Minna的伯恩山犬。她告诉我们:“它(Minna)就像威廉氏患儿一样会接近陌生人,希望跟每个人互动。当想到这种行为可能与这些基因有关,我就极度兴奋。”
Jocelyn Krebs(阿拉斯加大学安克雷奇分校研究威廉氏综合征的生物医学研究者)雖然没有参与这项新研究,但她告诉我们, 狗和威廉氏综合征之间的联系将会得到威廉氏综合征患者群体的认可 。 Krebs有一个患有威廉氏综合征的儿子,同时她也是威廉氏综合征协会的董事会成员,因此她非常了解患者们的友好程度。
她说:“如果他们有尾巴的话,那么他们一定会摇个不停。”
驯化的根源
上述发现与当前有关狗的驯化理论是一致的。
曾经,研究者认为古人是带有目的地驯化狗和收养狼的幼崽,并为了有用的用途替牠们繁殖。然而,生物学家Ray和Lorna Coppinger率先提出了一种不同的观点——他们认为早期的狗是人类垃圾的清道夫。根据他们的理论,当害羞的狼在密林中狩猎,一些可以接受人类、比较勇敢的狼则开始在村子里的垃圾堆定居。
从法国历史画画家傑洛姆画作《第欧根尼》中可见早在古希腊狗就已经与人类生活在一起。画作现存于美国沃尔特斯艺术博物馆。图片来源:art.thewalters.org | Diogenes, Jean-Léon Gérôme, 1860, Walters Art Museum, USA。
Ray Coppinger在提到这些狗的祖先时,会刻意避免像“友好”这样的词。不过,来自亚利桑那坦佩亚利桑那州立大学的行为学科学家Clive Wynne和新研究的其中一名作者认为,社交性是帮助早期狗类接近人类的残羹剩饭的一个关键特征。新研究表明 狗之所以能达到如此友好的程度,是通过具有与威廉氏综合症患者相同的基因的改变才能达成的。
Wynne说:“除了在迪士尼的电影中,如果所有生活在森林中的动物全都互相成为朋友,表现得紧密无间,那将是一场巨大的灾难。但是如果你有一个使你更愿意交朋友的基因突变,那么,你可能就会从垃圾堆当中拿到更多。”
Wynne无法完全肯定驯化的过程是否在不同时间在多个村子进行,还是基于最近另一项对远古狗化石DNA的研究,有同时发生的可能性。
在与Inside Science的访谈中,Ray Coppinger提醒, 目前对于断定这项研究中所发现的基因,对于狗类驯化有多么重要还为时尚早。 但是来自马里兰州罗克维尔国立卫生院研究猫类驯化的遗传学家Carlos Driscoll则认为, 不仅仅对狗类,对于其他物种而言,这些基因可能都发挥了重要作用,可能也同样重要。 他还补充,下一步就是研究在其他驯化物种(例如从猫到羊)中,这三个基因是否同样中影响着温顺性格的形成。
Driscoll说:“在所有的驯化动物中,社交性是它们的唯一的共同点,使之可以与人类友好相处。这一点强烈的表明了 这个区域的基因组以及这些基因对于驯化是非常重要的。 ”
编辑:毛毛
排版:毛毛
题图来源:Sergey Lavrentev | Shutterstock
翻译来源:Insidescience.org,Rare Human Syndrome May Explain Why Dogs are So Friendly
参考文献:
[1] B. M. vonHoldt et al., Structural variants in genes associated with human Williams-Beuren syndrome underlie stereotypical hypersociability in domestic dogs. Science Advances.2017; 3:e1700398